KR20210063726A

KR20210063726A - Turbocharger

Info

Publication number: KR20210063726A
Application number: KR1020190152198A
Authority: KR
Inventors: 최원우
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2019-11-25
Filing date: 2019-11-25
Publication date: 2021-06-02

Abstract

A turbocharger according to the present invention comprises: a shaft; a center housing having the shaft rotatably mounted thereon, supporting a radial circumference of the shaft from the inner side, supporting axial ends of the shaft from both sides, and supplying oil to the shaft; and a journal bearing formed inside the center housing and supporting the radial circumference of the shaft while surrounding the shaft to be rotatable, wherein a groove can be formed on the surface of the shaft in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft. By applying the groove to the shaft, bearing performance, durability, and shaft behavior in non-lubricated conditions can be improved.

Description

Turbocharger {TURBOCHARGER}

본 발명은 터보 차저에 관한 것으로, 보다 상세하게는 터빈 샤프트에 그루브를 적용하여 무급유 조건에서 베어링 기능, 내구성 및 오일 훨에 의한 샤프트 거동을 개선할 수 있는 터보 차저에 관한 것이다.The present invention relates to a turbocharger, and more particularly, to a turbocharger capable of improving a bearing function, durability, and shaft behavior by an oil wheel in a non-lubricating condition by applying a groove to a turbine shaft.

일반적으로 터보 차저는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈을 돌린 후, 이 회전력을 이용하여 연소실로 고압의 공기를 과급하여 엔진의 출력을 높이는 장치이다.In general, a turbocharger is a device for increasing the output of an engine by using the pressure of exhaust gas discharged from an engine to rotate a turbine, and then using this rotational force to supercharge high-pressure air into a combustion chamber.

구체적으로, 터보 차저는 회전체인 컴프레서 휠과 터빈 휠이 샤프트의 양단에 장착되고, 터빈 하우징, 센터 하우징 및 컴프레서 하우징 내부에 수용된다.Specifically, in the turbocharger, a compressor wheel and a turbine wheel, which are rotating bodies, are mounted on both ends of a shaft, and are accommodated in the turbine housing, the center housing, and the compressor housing.

특히, 샤프트는 배기가스의 에너지에 의해 대략 150,000 RPM 내지 200,000 RPM으로 회전되는 것으로 베어링에 의해 지지된다.In particular, the shaft is supported by the bearing to be rotated at approximately 150,000 RPM to 200,000 RPM by the energy of the exhaust gas.

이러한 샤프트 및 베어링에는 윤활을 제공하기 위해 오일펌프로부터 압송되는 엔진오일이 오일 공급관과 센터 하우징의 오일 유입구를 통해 샤프트와 베어링에 공급된다. 이때, 공급되는 오일은 샤프트와 베어링으로 빠르게 분포되어 오일 막을 형성하게 된다.In order to provide lubrication to these shafts and bearings, engine oil pumped from an oil pump is supplied to the shafts and bearings through an oil supply pipe and an oil inlet of the center housing. At this time, the supplied oil is rapidly distributed to the shaft and the bearing to form an oil film.

하지만, 샤프트와 베어링 사이에서 유막을 형성한 오일은 샤프트와 베어링에 의해 짜여 측면으로 비산될 수 있으며, 그 결과 샤프트와 베어링의 내구성이 약해질 수 있으며, 오일 훨(Whirl)에 의해 샤프트의 축 거동에 이상이 발생할 수 있었다. 아울러, 종래에는 엔진 효율을 높이기 위해 저점도 오일이 적용되는 시점에서 무급유 또는 저유압 조건에서 샤프트와 베어링 사이에 오일의 유막이 약하게 형성됨으로써 샤프트 및 베어링의 내구성이 약해지고 샤프트의 축 거동에 이상이 발생할 수 있었다.However, the oil, which forms an oil film between the shaft and the bearing, is squeezed by the shaft and the bearing and may scatter laterally, and as a result, the durability of the shaft and bearing may be weakened, and the shaft behavior of the shaft by the oil whirl. abnormalities could occur. In addition, in the prior art, when low-viscosity oil is applied to increase engine efficiency, an oil film of oil is weakly formed between the shaft and the bearing under non-lubricating or low hydraulic pressure conditions, thereby weakening the durability of the shaft and bearing and causing abnormality in the shaft behavior of the shaft. could

KR 10-2015-0034849KR 10-2015-0034849

상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명은 터빈 샤프트에 그루브를 적용하여 무급유 조건에서 베어링 기능, 내구성 및 오일 훨에 의한 샤프트 거동을 개선할 수 있는 터보 차저를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention, which has been proposed to solve the above problems, is to provide a turbocharger capable of improving a bearing function, durability, and shaft behavior by an oil wheel in a non-lubricating condition by applying a groove to a turbine shaft.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터보 차저는, 샤프트; 상기 샤프트가 회전 가능하게 장착되고, 내측이 상기 샤프트의 반경 방향 둘레를 지지하고, 양측이 상기 샤프트의 축 방향 단부를 지지하며, 상기 샤프트에 오일을 공급하는 센터하우징; 및 상기 센터 하우징 내측에 형성되고, 상기 샤프트를 회동 가능하게 감싸면서 상기 샤프트의 반경 방향 둘레를 지지하는 저널 베어링;을 포함하며, 상기 샤프트의 표면에는 상기 샤프트의 축방향과 수직된 방향으로 그루브가 형성될 수 있다.A turbocharger according to the present invention for achieving the above object includes a shaft; a center housing on which the shaft is rotatably mounted, an inner side supporting a radial circumference of the shaft, both sides supporting an axial end of the shaft, and supplying oil to the shaft; and a journal bearing formed inside the center housing and supporting the radial circumference of the shaft while rotatably surrounding the shaft, wherein a groove is formed on the surface of the shaft in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft. can be formed.

상기 그루브는 상기 샤프트의 표면에 복수개 형성되며, 각 그루브는 서로 일정 거리 이격되어 상기 샤프트의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다.A plurality of grooves may be formed on the surface of the shaft, and each groove may be formed to surround an outer circumferential surface of the shaft by being spaced apart from each other by a predetermined distance.

상기 복수의 그루브는 상기 저널 베어링이 위치하는 곳에 대응하여 형성될 수 있다.The plurality of grooves may be formed to correspond to a position in which the journal bearing is positioned.

상기 그루브는 양 측에서 중심 측으로 경사지는 형상으로 형성될 수 있다.The groove may be formed in a shape inclined toward the center from both sides.

상기 그루브는 상기 샤프트의 표면에서 각각 일정거리 이격되어 복수개 형성되며, 깊이부, 패드부 및 경사부를 포함할 수 있다.A plurality of grooves are formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance on the surface of the shaft, and may include a depth portion, a pad portion, and an inclined portion.

상기 깊이부는 상기 샤프트의 표면으로부터 상기 샤프트의 중심축으로 일정 깊이 파인 부분이고,The depth portion is a portion dug a certain depth from the surface of the shaft to the central axis of the shaft,

상기 패드부는 상기 샤프트의 표면에 형성되고 상기 깊이부의 시작점으로부터 상기 경사부가 시작되는 지점까지의 일정 영역이며,The pad part is formed on the surface of the shaft and is a predetermined area from the start point of the depth part to the point where the inclination part starts,

상기 경사부는 상기 패드부의 끝점으로부터 상기 샤프트의 외주면에 형성된 다음 그루브의 깊이부의 최하점까지 경사진 부분일 수 있다.The inclined portion may be a portion formed on the outer circumferential surface of the shaft from the end point of the pad portion and inclined to the lowest point of the depth portion of the next groove.

상기 깊이부의 깊이는 20um 이상 40um 이하일 수 있다.The depth of the depth portion may be 20um or more and 40um or less.

상기 패드부의 길이를 상기 패드부의 길이와 상기 경사부의 길이의 합으로 나눈 값은 0.25 이상 0.45 이하일 수 있다.A value obtained by dividing the length of the pad part by the sum of the length of the pad part and the length of the inclined part may be 0.25 or more and 0.45 or less.

상기 센터 하우징 내에 형성되고 외부로부터 오일이 유입되어 상기 샤프트에 오일을 공급하는 오일 공급 유로를 더 포함할 수 있다.The center housing may further include an oil supply passage for supplying oil to the shaft by introducing oil from the outside.

상기 저널 베어링은 복수개 형성되고,The journal bearing is formed in plurality,

상기 오일 공급 유로는, 상기 저널 베어링의 길이 방향을 따라 복수개 형성되고, 상기 샤프트를 향하는 저널 베어링 유로와 연통되어 상기 샤프트에 오일을 공급할 수 있다.A plurality of the oil supply passages may be formed along the longitudinal direction of the journal bearing, and communicate with the journal bearing passages facing the shaft to supply oil to the shaft.

본 발명에 따르면 샤프트의 표면에 양측에서 중심 측으로 경사지는 형상으로 형성된 그루브가 형성됨으로써, 저점도 엔진 오일 적용에 따라 무급유 또는 간헐적 오일을 차단할 시, 그루브에 오일을 모아둠으로써 유막을 형성할 수 있고, 그 결과 저널 베어링 및 샤프트의 내마모성, 내저유압성 기능 및 내구성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, grooves formed in a shape inclined from both sides to the center side are formed on the surface of the shaft to form an oil film by collecting oil in the grooves when blocking non-lubricating or intermittent oil according to the application of low-viscosity engine oil. , as a result, it is possible to improve the wear resistance, low hydraulic resistance function and durability of journal bearings and shafts.

또한, 깊이부, 패드부 및 경사부를 포함하는 그루브의 구조에 의해 패드부와 저널 베어링 사이에 높은 압력으로 유막을 형성함으로써, 샤프트의 지지력을 향상시킬 수 있고 저점도 오일 사용으로 낮아진 내마모성 및 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, by forming an oil film at high pressure between the pad part and the journal bearing by the structure of the groove including the depth part, the pad part, and the inclined part, the bearing capacity of the shaft can be improved, and the wear resistance and durability lowered by the use of low-viscosity oil can be improved

아울러, 샤프트 표면에 그루브를 형성함으로써, 오일 훨 성분을 감소시켜 터보 차저 구동 시 발생하는 소음 및 축거동을 개선할 수 있다.In addition, by forming a groove on the shaft surface, it is possible to reduce the oil whirl component, thereby improving noise and shaft behavior generated when the turbocharger is driven.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저에서, 터빈휠과 샤프트를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저에서, 샤프트의 반경방향 단면도이다.
도 4는 도 3의 A의 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저의 작동 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저에서, 저널 베어링과 샤프트 사이의 유막 압력이 증대되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 터보 차저에서, 터빈 휠과 샤프트를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a turbocharger according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a turbine wheel and a shaft in a turbocharger according to an embodiment of the present invention.
3 is a radial cross-sectional view of a shaft in a turbocharger according to an embodiment of the present invention;
4 is an enlarged view of A of FIG. 3 .
5 is a view for explaining an operation mechanism of a turbocharger according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining that the oil film pressure between the journal bearing and the shaft is increased in the turbocharger according to the embodiment of the present invention.
7 is a view illustrating a turbine wheel and a shaft in a turbocharger according to another embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in the present specification and the configurations described in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalent variations.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저에서, 터빈휠과 샤프트를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저에서, 샤프트의 반경방향 단면도이고, 도 4는 도 3의 A의 확대도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저의 작동 매커니즘을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저에서, 저널 베어링과 샤프트 사이의 유막 압력이 증대되는 것을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a turbocharger according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a turbine wheel and a shaft in a turbocharger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention In the turbocharger according to the example, it is a radial cross-sectional view of the shaft, FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 3A , and FIG. 5 is a view for explaining the operating mechanism of the turbocharger according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view for explaining that the oil film pressure between the journal bearing and the shaft is increased in the turbocharger according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저는 샤프트(100), 센터하우징(200) 및 저널 베어링(300)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a turbocharger according to an embodiment of the present invention may include a shaft 100 , a center housing 200 , and a journal bearing 300 .

샤프트(100)는 센터 하우징(200)에 회동 가능하게 장착될 수 있다. 샤프트(100)의 일단부에는 컴프레서(미도시)가 장착될 수 있으며, 샤프트(100)의 타단부에는 터빈(미도시)이 장착될 수 있다. 이처럼, 양단에 터빈과 컴프레서가 장착된 샤프트는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈 휠(500)을 회전시킨 후, 이 회전력을 이용하여 컴프레서를 통해 연소실로 고압의 공기를 과급하여 엔진의 출력을 높일 수 있다.The shaft 100 may be rotatably mounted to the center housing 200 . A compressor (not shown) may be mounted on one end of the shaft 100 , and a turbine (not shown) may be mounted on the other end of the shaft 100 . As such, the shaft, on which the turbine and the compressor are mounted at both ends, rotate the turbine wheel 500 using the pressure of the exhaust gas discharged from the engine, and then use this rotational force to supercharge the high-pressure air into the combustion chamber through the compressor. can increase the output of

센터 하우징(200)은 중심부에 샤프트(100)가 회전 가능하게 장착하는 것으로서, 센터 하우징(200)의 내측은 샤프트(100)의 반경 방향 둘레의 하중을 지지하고, 센터 하우징(200)의 양측은 샤프트(100)의 축 방향의 단부를 지지한다. 아울러, 샤프트 하우징(200)은 샤프트(100)에 윤활 및 냉각 작용을 하는 오일은 공급한다. 이에 따라, 샤프트(100)는 오일 공급에 의해 회전 작동이 원활하게 이루어지고, 센터 하우징(200)과의 접촉에 의해 마모 또는 발열 현상이 방지될 수 있는 것이다.The center housing 200 is rotatably mounted to the shaft 100 in the center, and the inner side of the center housing 200 supports the load in the radial direction of the shaft 100, and both sides of the center housing 200 are An axial end of the shaft 100 is supported. In addition, the shaft housing 200 supplies oil for lubricating and cooling the shaft 100 . Accordingly, the shaft 100 is smoothly rotated by supplying oil, and abrasion or heat generation can be prevented by contact with the center housing 200 .

저널 베어링(300)은 센터 하우징(200) 내측에 형성되고, 샤프트(100)를 회동 가능하게 감싸면서 샤프트(100) 반경 방향 둘레의 하중을 지지한다. 저널 베어링(300)에는 저널 베어링(300)의 길이 방향을 따라 저널 베어링 유로(310)가 형성될 수 있으며, 저널 베어링 유로(310)는 추후 설명할 오일 공급 유로(400)와 연통되고, 샤프트(100)를 향하여 형성된다. 이에 따라, 저널 베어링 유로(310)를 통해 센터 하우징(200) 내부로 유입되는 오일이 샤프트(100)의 길이 방향을 따라 고르게 공급될 수 있다.The journal bearing 300 is formed inside the center housing 200 , and supports a load around the shaft 100 in a radial direction while rotatably surrounding the shaft 100 . A journal bearing flow path 310 may be formed in the journal bearing 300 along the longitudinal direction of the journal bearing 300 , and the journal bearing flow path 310 communicates with an oil supply flow path 400 to be described later, and the shaft ( 100) is formed. Accordingly, oil flowing into the center housing 200 through the journal bearing passage 310 may be uniformly supplied along the longitudinal direction of the shaft 100 .

오일 공급 유로(400)는 센터 하우징(200) 내에 형성되고 외부로부터 오일이 유입되어 샤프트(100)에 오일이 공급되도록 한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 저널 베어링(200)은 복수개 형성될 수 있는데, 이때 오일 공급 유로(400)는 저널 베어링(300)의 길이 방향을 따라 복수개 형성될 수 있고 샤프트를 향하는 저널 베어링 유로(310)와 연통됨으로써 샤프트(100)에 오일을 공급할 수 있다.The oil supply flow path 400 is formed in the center housing 200 , and oil is introduced from the outside to supply the oil to the shaft 100 . According to an embodiment of the present invention, a plurality of journal bearings 200 may be formed. At this time, a plurality of oil supply passages 400 may be formed along the longitudinal direction of the journal bearing 300 and a journal bearing passage toward the shaft ( By communicating with the 310, it is possible to supply oil to the shaft 100.

본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저에서는 종래의 터보 차저에서 무급유 또는 저급유 조건에서 베어링의 기능, 내구성 및 오일 훨에 의한 샤프트의 거동이 불안정했던 문제를 개선하기 위해 샤프트의 표면에 그루브를 형성하여 종래의 문제를 해결하였는데 이하에서는 본 발명의 핵심적인 특징이라 할 수 있는 샤프트의 표면에 형성된 그루브에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.In the turbocharger according to an embodiment of the present invention, a groove is formed on the surface of the shaft in order to improve the problem of unstable bearing function, durability, and behavior of the shaft due to the oil wheel under no or low oil conditions in the conventional turbocharger. Thus, the conventional problem has been solved. Hereinafter, the groove formed on the surface of the shaft, which can be called a key feature of the present invention, will be described in more detail.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 샤프트(100)의 표면에는 샤프트(100)의 축방향과 수직된 방향으로 그루브(110)가 형성된다. 이때, 그루브(110)는 샤프트(100)의 표면에 복수개 형성될 수 있으며, 각 그루브(110)는 서로 일정 거리 이격되어 샤프트(100)의 외주면을 감싸도록 형성될 수 있다.Referring to FIG. 2 , a groove 110 is formed on the surface of the shaft 100 according to the present invention in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft 100 . In this case, a plurality of grooves 110 may be formed on the surface of the shaft 100 , and each groove 110 may be formed to surround the outer circumferential surface of the shaft 100 by being spaced apart from each other by a predetermined distance.

아울러, 복수의 그루브(110)는 도 1 및 도 5와 같이 저널 베어링(300)이 위치하는 곳에 대응하여 형성될 수 있다.In addition, the plurality of grooves 110 may be formed to correspond to where the journal bearing 300 is positioned as shown in FIGS. 1 and 5 .

한편, 도 2, 도 5 및 도 7을 참조하면, 샤프트(100)의 표면에 형성된 그루브(110)는 양측에서 중심측으로 경사지는 형상으로 형성될 수 있다. 실시예에 따라, 도 5와 같이 그루브는 아래로 볼록한 포물선 형상의 반달형으로 형성될 수 있으며, 다른 실시예에 따라 도 7과 같이 아래로 뾰족한 형상의 역삼각형 형상으로 형성될 수도 있다. 다만, 도 5 및 도 7에 도시된 그루브의 형상은 일실시예일 뿐, 그루브의 양측에서 중심측으로 경사지는 형상이라면 이외의 다양한 형상이 본 발명에서의 그루브의 형상으로 적용될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 2, 5 and 7 , the groove 110 formed on the surface of the shaft 100 may be formed in a shape inclined toward the center from both sides. According to an embodiment, as shown in FIG. 5 , the groove may be formed in a semi-moon shape of a parabolic shape convex downward, and according to another embodiment, it may be formed in an inverted triangle shape having a downward pointed shape as shown in FIG. 7 . However, the shape of the groove shown in FIGS. 5 and 7 is only one embodiment, and various shapes other than the shape inclined toward the center from both sides of the groove may be applied as the shape of the groove in the present invention.

도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저의 작동 매커니즘을 설명하면 다음과 같다. 도 5를 참조하면, 오일 공급 유로(400) 및 저널 베어링 유로(310)를 통해 오일이 공급되면 저널 베어링(300)과 샤프트(100) 사이에 유막이 형성됨으로써 샤프트(100)는 플로팅(Floating) 되어 회전할 수 있다.An operating mechanism of a turbocharger according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 . Referring to FIG. 5 , when oil is supplied through the oil supply passage 400 and the journal bearing passage 310 , an oil film is formed between the journal bearing 300 and the shaft 100 so that the shaft 100 is floating. and can be rotated

만약 샤프트의 표면에 그루브가 형성되어 있지 않은 경우, 저널 베어링(300)과 샤프트(100)사이에 유막을 형성한 오일은 샤프트와 저널 베어링에 의해 짜여 측면으로 비산되게 된다.If a groove is not formed on the surface of the shaft, the oil that forms an oil film between the journal bearing 300 and the shaft 100 is squeezed by the shaft and the journal bearing and scattered to the side.

하지만, 본 발명과 같이 샤프트의 표면에 양측에서 중심측으로 경사지는 형상의 그루브를 형성하는 경우, 도 5과 같이 샤프트의 회전 및 저널 베어링과 샤프트에 의해 오일이 짜이는(Squeezing) 과정에서 그루브에 의해 오일이 중앙부로 이동하려는 힘을 받게 되어, 오일이 그루브의 중앙부에 모여 있게 됨으로써, 측면으로 비산되는 오일의 양을 감소할 수 있으며, 그루브에 일정양의 오일이 저장되어 있음으로써 저유압 또는 무급유 조건에서도 샤프트와 저널 베어링 사이의 유막 형성에 유리한 장점이 있다.However, as in the present invention, when a groove having a shape inclined from both sides to the center side is formed on the surface of the shaft as in the present invention, as shown in FIG. 5 , in the process of squeezing oil by the shaft and the journal bearing and the shaft, the The oil is forced to move to the central part, and the oil is collected in the central part of the groove, thereby reducing the amount of oil scattered to the side, and by storing a certain amount of oil in the groove, low oil pressure or no lubrication conditions It also has the advantage of forming an oil film between the shaft and the journal bearing.

한편, 그루브(110)는 샤프트의 표면에 각각 일정거리 이격되어 복수개 형성되며, 깊이부(112), 패드부(114) 및 경사부(116)를 포함할 수 있다.Meanwhile, a plurality of grooves 110 are formed on the surface of the shaft to be spaced apart from each other by a predetermined distance, and may include a depth portion 112 , a pad portion 114 , and an inclined portion 116 .

보다 구체적으로, 도 3 내지 도 5를 참조하면, 깊이부(112)는 샤프트(100)의 표면으로부터 샤프트(100)의 중심축으로 일정 깊이 파인 부분을 의미할 수 있다. 또한, 패드부(114)는 샤프트(100)의 표면에 형성되고 깊이부(112)의 시작점으로부터 경사부(116)가 시작되는 지점까지의 일정 영역을 의미할 수 있다. 아울러, 경사부(116)는 패드부(114)의 끝점으로부터 샤프트(100)의 외주면에 형성된 다음 그루브(110)의 깊이부(112)의 최하점까지의 경사진 부분을 의미할 수 있다.More specifically, referring to FIGS. 3 to 5 , the depth portion 112 may mean a portion dug from the surface of the shaft 100 to the central axis of the shaft 100 at a predetermined depth. In addition, the pad part 114 is formed on the surface of the shaft 100 and may refer to a predetermined area from the starting point of the depth part 112 to the starting point of the inclined part 116 . In addition, the inclined portion 116 may mean a portion inclined from the end point of the pad portion 114 to the lowest point of the depth portion 112 of the next groove 110 formed on the outer peripheral surface of the shaft 100 .

이하에서는 본 발명에 따른 터보 차저의 샤프트(100)의 표면에 형성된 그르부(110)가 깊이부(112), 패드부(114) 및 경사부(116)를 포함하여 형성됨으로써 갖는 장점을 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명기로 한다.Hereinafter, the advantages of the groove 110 formed on the surface of the shaft 100 of the turbocharger according to the present invention including the depth part 112 , the pad part 114 and the inclined part 116 are shown in FIG. 6 . It will be described in more detail with reference to .

도 6을 참조하면 오일 공급 유로(400) 및 저널 베어링 유로(310)를 통해 공급된 오일은 점성에 따라 경사부를 통해 압력이 상승하여, 패드부(114)와 저널 베어링(300) 사이의 오일 압력이 그르부 미적용 대비 상승함으로써, 샤프트의 지지 하중을 증대시킬 수 있으며, 높은 오일 압력으로 인해 안전된 샤프트 거동이 가능하도록 할 수 있다. 또한, 패드부(114)를 통과한 오일은 비산되어 힘을 잃고 다시 경사부(116)로 들어가는 과정을 통해 오일 훨(Whirl) 성분을 감소시킬 수 있다. 아울러, 저널 베어링과 샤프트 사이에 높은 유막 압력이 형성됨에 따라 저널 베어링 및 샤프트의 내마모성 및 NVH가 향상될 수 있다.Referring to FIG. 6 , the pressure of the oil supplied through the oil supply passage 400 and the journal bearing passage 310 increases through the inclined portion according to the viscosity, and the oil pressure between the pad portion 114 and the journal bearing 300 . By increasing compared to not applying this groove, it is possible to increase the bearing load of the shaft, and it is possible to enable safe shaft movement due to high oil pressure. In addition, the oil that has passed through the pad part 114 is scattered and loses power, and the oil whirl component can be reduced through the process of entering the inclined part 116 again. In addition, as a high oil film pressure is formed between the journal bearing and the shaft, the wear resistance and NVH of the journal bearing and the shaft may be improved.

실시예에 따라, 깊이부(112)는 샤프트(100)의 표면으로부터 샤프트(100)의 중심축까지 20um 이상 40um 이하의 깊이로 형성될 수 있다.According to an embodiment, the depth portion 112 may be formed to a depth of 20 μm or more and 40 μm or less from the surface of the shaft 100 to the central axis of the shaft 100 .

아울러, 도 4를 참조할 때, 본 발명에 따르면 패드부(114)의 길이를 패드부(114)의 길이와 경사부(116)의 길이의 합으로 나눈 값은 0.25 이상 0.45 이하일 수 있다.In addition, referring to FIG. 4 , according to the present invention, a value obtained by dividing the length of the pad part 114 by the sum of the length of the pad part 114 and the length of the inclined part 116 may be 0.25 or more and 0.45 or less.

본 발명에 따른 터보 차저에서는 패드부의 길이와 경사부의 길이의 비율에 따라 패드부에 형성되는 오일의 압력을 조정할 수 있다. 실시예에 따라, 패드부의 길이를 패드부의 길이와 경사부의 길이의 합으로 나눈 값이 증가할 시 패드부의 유막의 압력은 낮아질 수 있다. 반대로, 다른 실시예에 따라, 패드부의 길이를 패드부의 길이와 경사부의 길이의 합으로 나눈 값이 감소할 시 패드부의 유막의 압력은 높아질 수 있다. 이처럼, 본 발명에서는 패드부의 길이와 경사부의 길이의 비율을 조절하여 패드부의 유막의 압력을 적절히 조절함으로써, 저널 베어링과 샤프트 사이에 높은 유막 압력이 형성됨에 따라 저널 베어링 및 샤프트의 내마모성 및 NVH를 향상시킬 수 있다.In the turbocharger according to the present invention, the pressure of oil formed in the pad part may be adjusted according to the ratio of the length of the pad part to the length of the inclined part. According to an embodiment, when a value obtained by dividing the length of the pad part by the sum of the length of the pad part and the length of the inclined part increases, the pressure of the oil film of the pad part may be lowered. Conversely, according to another exemplary embodiment, when the value obtained by dividing the length of the pad part by the sum of the length of the pad part and the length of the inclined part decreases, the pressure of the oil film of the pad part may increase. As such, in the present invention, by appropriately adjusting the pressure of the oil film of the pad portion by adjusting the ratio of the length of the pad portion to the length of the inclined portion, a high oil film pressure is formed between the journal bearing and the shaft, thereby improving the wear resistance and NVH of the journal bearing and the shaft. can do it

한편, 도면에 상세히 도시하지는 않았으나, 본 발명의 일실시예에 따른 터보 차저는 오일 배출 유로를 더 포함할 수 있다. 오일 배출 유로는 오일 공급 유로가 형성된 반대편에 형성될 수 있으며, 오일 공급 유로를 통해 유입되는 오일이 외부로 배출되도록 할 수 있다.Meanwhile, although not illustrated in detail in the drawings, the turbocharger according to an embodiment of the present invention may further include an oil discharge passage. The oil discharge passage may be formed on the opposite side of the oil supply passage, and the oil introduced through the oil supply passage may be discharged to the outside.

100: 샤프트 110: 그루브
112: 깊이부 114: 패드부
116: 경사부
200: 센터 하우징
300: 저널 베어링 310: 저널 베어링 유로
400: 오일 공급 유로
500: 터빈 휠100: shaft 110: groove
112: depth portion 114: pad portion
116: inclined part
200: center housing
300: journal bearing 310: journal bearing flow path
400: oil supply flow path
500: turbine wheel

Claims

shaft;
a center housing on which the shaft is rotatably mounted, an inner side supporting a radial circumference of the shaft, both sides supporting an axial end of the shaft, and supplying oil to the shaft; and
a journal bearing formed inside the center housing and rotatably surrounding the shaft to support a radial circumference of the shaft;
A turbocharger, characterized in that a groove is formed in a surface of the shaft in a direction perpendicular to the axial direction of the shaft.

The method according to claim 1,
A plurality of the grooves are formed on the surface of the shaft, and each groove is spaced apart from each other by a predetermined distance to surround the outer peripheral surface of the shaft.

The method according to claim 1,
The plurality of grooves is a turbocharger, characterized in that formed corresponding to the position where the journal bearing is located.

The method according to claim 1,
The turbocharger, characterized in that the groove is formed in a shape inclined toward the center from both sides.

The method according to claim 1,
A plurality of grooves are formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance on the surface of the shaft, and the turbocharger comprises a depth portion, a pad portion and an inclined portion.

The method of claim 5,
The depth portion is a portion dug a certain depth from the surface of the shaft to the central axis of the shaft,
The pad part is formed on the surface of the shaft and is a predetermined area from the start point of the depth part to the point where the inclination part starts,
The inclination portion is a portion formed on the outer circumferential surface of the shaft from the end point of the pad portion and inclined to the lowest point of the depth portion of the next groove.

The method of claim 5,
The depth of the depth portion is a turbocharger, characterized in that 20um or more and 40um or less.

The method of claim 5,
A value obtained by dividing the length of the pad part by the sum of the length of the pad part and the length of the inclined part is 0.25 or more and 0.45 or less.

The method according to claim 1,
and an oil supply passage formed in the center housing and receiving oil from the outside to supply oil to the shaft.

The method of claim 9,
The journal bearing is formed in plurality,
A plurality of oil supply passages are formed along the longitudinal direction of the journal bearing, and are communicated with the journal bearing passages facing the shaft to supply oil to the shaft.